Contribution à l'étude du système neurosécréteur caudal chez un poisson téléostéen, le poisson-zèbre Danio rerio, et un poisson cartilagineux, la petite roussette Scyliorhinus canicula

Le système neurosécréteur caudal (SNSC) est un complexe neuroendocrinien situé dans la partie caudale de la moelle épinière des poissons. Il est formé de neurones sécréteurs, les cellules de Dahlgren, qui produisent différentes hormones dont les plus importantes sont les urotensines (Uts). Chez les téléostéens, ces hormones sont libérées dans le sang au niveau de l'urophyse.Bien que découvert en 1955, le SNSC reste très mystérieux par bien des aspects. En particulier les conditions physiologiques dans lesquelles il est recruté sont encore très mal comprises. Par ailleurs, les mécanismes de son développement sont presque inconnus.Lors de ma thèse, j'ai souhaité explorer plus en profondeur le développement, l'organisation et les fonctions du SNSC en utilisant deux espèces modèles: i) le poisson-zèbre Danio rerio, un poisson téléostéen dulçaquicole et ii) la petite roussette Scyliorhinus canicula, un poisson cartilagineux marin. Le poisson-zèbre est déjà largement utilisé pour les études de biologie du développement et de physiologie en raison des nombreux avantages qu'il offre, en particulier la possibilité d'y appliquer les méthodes génétiques les plus pointues. La roussette nous a paru intéressante surtout pour sa position phylogénétique, à la base des vertébrés à mâchoires, et le caractère primitif de son SNSC, dépourvu d'urophyse.Pour étudier le développement et l'organisation du SNSC chez le poisson-zèbre, j'ai utilisé les poissons d'une lignée transgénique Tg(uts2a:gfp) construite pour l'occasion par notre équipe. J'ai montré que le profil d'expression de la GFP dans ces poissons reproduisait fidèlement celui du gène uts2a dans les cellules de Dahlgren mais qu'il n'était représentatif que d'une sous-population de ces cellules. Afin de préciser la morphologie des cellules Dahlgren, lesquelles apparaissent juste au moment l'éclosion, j'ai utilisé des poissons exprimant de façon très mosaïque le transgène uts2a:gfp. J'ai montré qu'elles présentaient deux types de projections : des projections caudales dirigées vers l'urophyse, déjà bien décrites dans la littérature, mais également, de manière totalement inattendue, des projections rostrales pouvant remonter jusqu'au cerveau antérieur. Afin de mieux comprendre les fonctions du SNSC chez le poisson zèbre, j'ai cherché à identifier les paramètres environnementaux capables de moduler son activité. Pour cela, j'ai soumis des poissons sauvages de 10 semaines à des variations de salinité, de pH et de température et j'ai déterminé au cours de l'expérience l'expression des gènes codant pour 13 hormones potentiellement produites par le SNSC. Dans chaque cas, les poissons ont été placés dans des conditions où le paramètre étudié était soit diminué soit augmenté par rapport à une valeur de référence et récupérés 2h, 8h et 24h après le début des changements de condition. J'ai montré que les variations de ces trois paramètres ont eu des effets très variables sur l'expression des gènes observés. La température est apparue comme le facteur ayant le plus fort impact, tandis que les variations de pH et de salinité ont induit des modifications plus limitées, suggérant une sensibilité différentielle du SNSC aux variations environnementales.Chez la roussette, j'ai étudié l'organisation du SNSC en examinant la distribution des cellules de Dahlgren. Pour cela, j'ai déterminé le profil d'expression des gènes codant l'Uts1 et l'Uts2 dans la moelle épinière caudale. J'ai montré que les cellules de Dahlgren de roussette sont pour la plupart de très gande taille avec un noyau multilobé et qu'elle co-expriment pour moitié à la fois uts1 et uts2 et pour le reste uniquement uts2. J'ai enfin montré qu'elles commencent à exprimer uts2 dans les embryons juste avant l'éclosion. Enfin, j'ai tenté de mettre au point un protocole d'isolement de ces cellules géantes par microdissection laser afin d'en déterminer le transcriptome et de le comparer à celui du poisson-zèbre, récemment établi par notre équipe.